多路GNSS欺骗干扰信号功率控制策略

为满足多路GNSS欺骗干扰信号整体获得目标接收机高捕获性能的实际应用需求,设计了一种多路信号互相关干扰约束下的信号功率最优控制策略。分析了多路欺骗信号功率对噪声基底的影响,研究了在此情况下欺骗信号的捕获性能。以噪声基底上升和欺骗信号相对捕获概率为约束,构建了控制策略的目标函数,利用遗传算法进行寻优计算。仿真结果表明,该策略实现了多路欺骗信号的捕获性能优于真实信号,且此时噪声基底的抬升不超过10 dBW,欺骗信号功率不具有相关性。     

基于决策融合的GNSS欺骗干扰检测性能分析

欺骗干扰是一种旨在迫使GNSS接收机得到错误导航信息的蓄意攻击。卫星导航接收机需要及时且准确检测出现的欺骗干扰信号。本文借鉴认知无线电中协作频谱感知的思想,提出了一种基于决策融合的卫星导航欺骗干扰检测算法。首先采用能量检测算法,分析并推导了单个检测器在瑞利衰落信道下的卫星导航欺骗干扰检测性能,然后应用K/N准则的决策融合方法以进一步改善欺骗干扰的检测性能。仿真结果表明:当SINR=-10 d B时,检测概率比单次检测概率平均提高了16.60%。     

基于软件接收机的标量与矢量跟踪算法设计与分析

以Matlab软件接收机为平台,研究对比了标量与矢量跟踪算法结构原理及算法设计,并分析了两种不同算法在信号短暂遮挡环境下的接收机跟踪性能. 建立了基于扩展卡尔曼滤波的矢量延迟/频率锁定跟踪算法模型,分析了矢量跟踪算法控制过程及时间同步问题,分析了标量与矢量跟踪算法在信号短暂遮挡环境下快速重跟性能及其对定位的影响,并进行了半实物仿真. 仿真结果表明,矢量跟踪算法不仅具有更好的快速重跟性能,而且接收机的位置检测精度和位置检测平滑度都优于标量跟踪算法.      

GNSS多径干扰抑制的相关器技术

相关器技术是利用相关器结构或相关函数的处理来抑制多径干扰或补偿多径误差的技术,广泛应用于全球导航卫星系统(GNSS)接收机的干扰抑制,主要包括窄相关技术、Strobe相关器、Shaping相关器、MET技术、多径不变点技术以及MEDLL技术。探讨了它们抑制多径干扰的原理和实现方式,分析了剩余跟踪误差情况,总结了相关技术的应用和发展现状。     

基于联邦滤波的抗欺骗干扰目标跟踪

基于联邦滤波思想将机载数据链、光电传感器和雷达的探测信息进行融合以解决跟踪过程中雷达易受欺骗干扰的问题。针对不同的欺骗干扰方式,对雷达受欺骗干扰时的量测特性进行了分析;提出了多传感器融合干扰检测算法;结合多模型交互、时间配准、信息等价转换、信息分配,提出了了机载多传感器联邦滤波抗欺骗干扰融合算法的具体实现方法。仿真结果表明本算法能够检测并应对雷达的欺骗干扰,确保对真实目标的有效跟踪。     

新一代GNSS信号的自适应Kalman跟踪算法

为了提高导航服务的质量,要求新一代全球导航卫星系统(GNSS)信号的自适应跟踪算法在稳态场景下具有较好的定位精度的同时,当场景发生变化时也能保持稳健的性能。原有的自适应Kalman滤波算法应用于自适应跟踪时,在优化稳态跟踪精度或者动态稳定性方面有所不足。该文提出了一种自适应因子的Kalman滤波算法,并与双更新率的锁频辅助锁相技术结合,用于自适应跟踪环路的设计。仿真结果表明:相比原有的自适应技术,该算法具有较小的相位跟踪误差,在场景变化时的稳定性也更好。     

基于流式处理技术的GNSS信号并行跟踪方法

提出一种基于流式处理器的导航卫星信号并行跟踪方法,实验证明新型并行算法相对于传统算法提高解算速度高达几十倍,使得软件接收机多通道跟踪多种卫星导航定位系统的多颗卫星信号成为可能。     

基于双码时延间隔的GNSS矢量跟踪环路

针对传统GNSS接收机在弱信号下工作性能不理想的特点,分析了传统接收机和矢量接收机的工作原理,归纳总结了传统接收机在弱信号下的性能缺陷;在弱信号下对比传统标量接收机与矢量接收机的跟踪性能,提出用设置双码时延间隔的方法来优化矢量跟踪性能。用矢量跟踪来弥补传统接收机在弱信号下的缺陷。仿真结果表明:在载噪比15～22 dB情况下,采用双码时延间隔EKF算法的矢量接收机跟踪性能要优于传统标量接收机,且比采用单码时延间隔的矢量接收机码跟踪误差还要小约20 ns。     

参数侦测误差对SAR欺骗干扰的影响

分析了线性调频信号中心频率和调频率失配对脉冲压缩的影响,建立引导参数侦测误差对SAR欺骗干扰影响的分析模型,并推导了参数侦测误差与假目标图像成像位置和分辨率关系的解析表达式,由此得出引导参数侦测误差对假目标图像成像位置和分辨率影响程度的定量关系.仿真结果验证了该结论的正确性.     

拒止环境实现注入的GPS欺骗干扰

为解决GPS欺骗干扰信号注入目标接收机效率不高的问题,设计了一种基于构建拒止环境掩护欺骗信号注入的GPS欺骗干扰模式。分析了拒止环境下信号载噪比变化情况,研究了该干扰模式欺骗信号的捕获和跟踪性能,并结合GPS信号和接收机参数的典型值,计算了为构建欺骗干扰所需的拒止环境不同干信比对应的带限白噪声信号功率,从欺骗信号的捕获和跟踪的角度证明了其可行性,该文最后给出了该模式的干信比和带限白噪声信号功率的一般性限定条件。     

实施转发式GNSS欺骗干扰的选星方法研究

在现代电子战的背景下,转发式GNSS欺骗干扰已经成为一种重要的干扰方式,通过研究实施转发式GNSS欺骗干扰的选星方法,可以提高转发式欺骗干扰的干扰能力.基于转发式欺骗干扰的实现原理,提出了一种基于常用GNSS定位选星方法和卫星对位置精度因子（position dilution of precision,PDOP）的贡献值选择被转发卫星的选星方法,基于利用最小二乘算法的伪距绝对定位方法进行仿真,模拟了接收机在静态和动态条件下受到单颗卫星转发式欺骗干扰的情况.仿真结果表明,本文提出的被转发卫星选择算法分别有87.42%和100%的概率给出理论上最优的选星结果.      

巨烈磁暴对全球GNSS观测信号的影响

介绍了一种GNSS L₁和L₂信号及测距码失锁率统计计算方法,并考察了不同卫星高度角对失锁率计算结果的影响.利用全球GNSS观测数据,分析了第23太阳活动周发生的两次巨烈磁暴期间GNSS观测信号的质量.结果表明:巨烈磁暴发生期间GNSS L₁和L₂信号及P₁和P₂码失锁率较平静日均显著增加,信号失锁主要发生在磁暴主相及恢复相前期.L₂失锁率明显高于L₁且失锁持续时间更长,表明L₂比L₁更易受到磁暴影响.GNSS 信号失锁率与磁暴指数SYM-H的高相关性表明信号失锁率的异常增加由巨烈磁暴所驱动.研究成果可为我国北斗卫星导航系统全球信号质量评估提供方法支持.     

GNSS诱偏系统转发器的布阵高度分析

在全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）转发诱偏系统中,系统响应存在实时性差的问题,这会造成转发的导航参数与真实运动状态存在变化率的偏差。为分析该偏差与转发器布阵高度的关系,将真假点位移变化量的二范数作为映射偏差的评价指标并构建了目标函数,推导了目标函数最小化求解过程。得到布阵高度与系统映射偏差成负相关的结论,并通过对接收机运动轨迹和邻域映射情况的仿真实验,验证了结论的正确性。该结论为诱偏系统减小映射偏差提供了优化的理论依据。     

多频GNSS接收机自主完好性监测性能分析

通过对多频接收机的不同频点电离层延时模型的研究,建立起一种新的多频完好性监测方法;并针对测量误差协方差不为对角阵的问题,提出了一种新的易于在用户接收机中实现的预白化处理方法;此外,针对不同频点数的RAIM算法进行了分析。研究结果表明,多频算法可以消除电离层延时误差,定位误差可以降低到10 m以内;当伪距偏差低于50 m时,多频RAIM算法仍然可以进行故障星的检测与识别。仿真分析证明了三频RAIM算法相对双频算法的优越性,对未来的多频接收机自主完好性算法的研究具有很好的理论意义和实用价值。     

GNSS软件接收机算法设计与仿真测试

从GNSS（global navigation satellite system）软件接收机的总体结构出发,阐述了GNSS软件接收机基本原理,设计了GNSS软件接收机的信号相关器及其工作流程,介绍了基于FFT的码并行搜索策略,在信号跟踪中详细给出了载波环路中的鉴相器和鉴频器设计。对于导航定位解算,讨论了各项误差的处理方法,包括钟差和简化的等效对流层误差模型,并给出了最小二乘法的具体实现步骤。仿真结果表明,软件接收机中采用伪码并行捕获方法、DLL环与FLL环辅助下的PLL环路算法可获得良好的效果。在考虑星钟误差、对流层误差、电离层误差和地球自转引起的偏差等误差源的条件下,最小二乘法解算的单点定位结果满足要求。     

基线矢量约束GNSS单频单历元可靠姿态解算方法

针对全球导航卫星系统(GNSS)单频、单历元姿态测量,将传统的基线长度约束扩展到包括角度和长度在内的基线矢量约束,提出了一种新算法.该算法利用基线三维先验信息,构造更加严格的模糊度代价函数,在搜索过程中将模糊度和基线坐标共同分为部分固定模糊度向量和实向量,由部分固定模糊度在基线矢量约束条件下逐步最优化求解实向量,压缩搜索空间,构建搜索树.相比于传统基线长度约束LAMBDA算法,模糊度固定成功率更高,实验条件下达到100%,并且具有相当的搜索效率和测角精度.实验同时验证了新算法对于先验姿态信息的容错程度,证明了算法的鲁棒性.     

基于双天线联合的GNSS信号抗旋转跟踪算法

信号遮挡是全球导航卫星系统(GNSS)应用于自旋载体定位的主要难点之一.天线的非全向覆盖特性致使基于幅值慢变假设的常规信号跟踪算法失效.该文提出一种基于双天线联合的GNSS信号抗旋转跟踪算法,使被遮挡天线通道能够依据可视天线通道调整参数,以保证信号复现时环路不致失锁.通过联合处理双天线通道观测量,实现数据比特的差分解调...     

一种基于扩展孔径的SAR欺骗干扰算法

鉴于传统算法存在的问题及成因,提出了一种基于扩展孔径的合成孔径雷达(SAR)欺骗干扰算法,论述了改进算法的原理和流程,解决了实际应用中传统SAR欺骗干扰算法在未知方位向参数的情况下,无法在方位向实现精确定位干扰和干扰图像完全聚焦的问题.仿真结果表明该方法原理正确,具有工程应用价值.     

基于时频图像特征提取的LFM雷达有源欺骗干扰识别

为了提高雷达的抗干扰能力,有针对性地合成最有效的抗干扰措施,提出了一种基于时频图像特征提取的欺骗干扰识别方法。该方法对雷达接收信号进行时频分析,根据时频图像分布的特点,提取时频域可分离度和三阶Renyi熵2个有效特征参数,将2个特征参数用于雷达接收信号的自动干扰识别。仿真结果验证了算法的有效性和稳定性,为后续抗干扰措施的选取提供了先验信息。     

多星座GNSS卫星轨道模型简化方法研究

为提高多星座GNSS卫星轨道模型的可视化效率,从卫星椭圆轨道的近似,统一同一星座卫星轨道半长轴长度,基于K-means算法对升交点赤经数据进行聚类划分与重新赋值这3个方面对模型进行了简化,并进行了仿真计算. 仿真结果表明,该方法的采用显著减少了需要显示的轨道数量,减少了完成模型渲染所需的时间,提高了每秒显示帧数. 多星座GNSS卫星轨道模型的可视化效率得到明显提高.